Moderní komunikační systém využívá AC můstky se složitými elektrickými a elektronickými obvody a mnoho dalšího. Různé typy AC můstků používaných v elektronické obvody jsou Maxwellův most, Maxwellův Weinův most, Andersonův most , Hay's bridge, Owen bridge, De Sauty bridge, Schering bridge, and Wien series bridge. Ačkoli existují různé typy AC můstků pro měření faktorů kvality cívky, jsou omezeny na malý rozsah. Například, Maxwellův most je omezen na měření faktoru kvality větší než 10. Hayův můstek je vhodný pro rozsah faktorů kvality od 1 do 10. Andersonův můstek se používá k měření rozsahů hodnot indukčnosti od několika mikro Henryho. Proto potřebujeme můstkový obvod, který by měl být vhodný k měření široké škály induktorů. Ten mostní obvod se nazývá Owensův most.
Definice Owens Bridge
Definice: Owensův můstkový obvod je definován jako AC můstek, který se používá k měření širokého rozsahu neznámé indukčnosti, pokud jde o odpor a kapacitu. Obvykle to funguje na principu srovnání. To znamená změřenou neznámou indukčnost hodnota je porovnána se standardním nebo známým kondenzátorem. Tento typ můstkového obvodu používá standardní kondenzátor a proměnný odpor pro buzení.
Owens Bridge Circuit
Owensův můstkový obvod obsahuje čtyři ramena spojená ve čtverci nebo ve tvaru kosočtverce. Signál střídavého napětí a detektor nuly jsou připojeny přes spojovací ramena. Schéma zapojení Owensova mostu je uvedeno níže.
owens-bridge-obvod
- Z výše uvedeného obvodu můžeme pozorovat, že ab, bc, cd a da jsou čtyři ramena spojená jako most.
- Rameno „ab“ obsahuje neznámou vlastní indukčnost „L1“ s odporem „R1“
- Rameno „bc“ obsahuje čistý rezistor „R3“
- Druhé rameno „cd“ obsahuje pevný standardní kondenzátor „C4“
- Poslední rameno „da“ obsahuje proměnný neindukční odpor „R2“ zapojený do série s proměnným standardním kondenzátorem „C2“.
- Je připojen nulový detektor, který zná stav vyvážení mostní obvod .
Upravený Owenův most obsahuje voltmetr paralelně s odporem připojeným k jednomu z ramen. Ampérmetr je také zapojen do série k můstkovému obvodu pro měření Stejnosměrný proud zatímco střídavý proud lze měřit pomocí voltmetru. Modifikovaný obvod Owensova můstku je zobrazen níže.
upravený most
Teorie Owensova mostu
Teorie Owensova můstku není nic jiného než neznámá indukčnost „L1“ se porovnává se známým kondenzátorem „C4“ připojeným k rameni „cd“ můstkového obvodu. V rovnovážném stavu lze neinduktivní rezistor „R2“ a proměnný standardní kondenzátor „C2“ měnit nezávisle. Proto přes obvod můstku neprotéká žádný proud a nulový detektor nezaznamená žádný potenciál.
Z Owensova mostního obvodu můžeme pozorovat, že
Neznámá vlastní indukčnost „L1“
Čistý rezistor „R3“ (pevný neindukční odpor)
Opravený standardní kondenzátor „C4“
Variabilní neinduktivní rezistor „R2“ v sérii s proměnným standardním kondenzátorem „C2“.
Je připojen nulový detektor, který zná stav vyvážení můstkového obvodu.
Zvažte vyváženou rovnici základního střídavého můstkového obvodu,
Z1Z4 = Z2Z3
Nyní dosaďte impedance Owensova můstkového obvodu do výše uvedené rovnice
Pak
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Nyní oddělte skutečné a imaginární termíny od výše uvedené rovnice
Dostaneme,
L1 = R2R3C4
Neznámou indukčnost lze měřit z výše uvedené rovnice
R1 = R3 (C4 / C2)
Hodnota proměnného standardu kondenzátor Měří se „C2“.
Fázorový diagram Owensova mostu
Fázorový diagram Owensova můstku je uveden níže.
fázorový diagram
Z výše uvedeného fázorového diagramu můžeme pozorovat, že
Vodorovná osa představuje proud I1, E3 = I3R3 a E4 = ωI2C4, které jsou ve stejné fázi. Pokles napětí „i1r1“ také představuje vodorovnou osu.
Pokles napětí „e1“ představuje součet úbytku indukčního napětí (ωL1L1) a úbytku odporu (I1R1)
V rovnovážném stavu můstkového obvodu jsou poklesy napětí „E1“ a „E2“ ve všech ramenech stejné a jsou znázorněny na stejné ose.
Podobně je pokles napětí „e3“ součtem odporového poklesu napětí (I2R2) a kapacitního poklesu napětí (I2 / wC2). Díky pevnému kondenzátoru se proud i1 stává kolmým (90 stupňů) poklesem napětí „e4“. Proud „I2“ a pokles napětí I2R2 představují svislou osu. Napájecí napětí představuje „E1“ a „E3“.
Výhody
Výhody Owensova můstku jsou, že neznámá měřená indukčnost je nezávislá na frekvenci a nevyžaduje žádné napájení frekvencí.
- Bilanční rovnici lze získat velmi snadno a jednoduše.
- Používá se k měření širokého rozsahu indukčnosti z hlediska kapacity.
- Používá se také k měření širokého rozsahu hodnot kapacity (dostaneme z rovnice konečné rovnováhy).
Nevýhody
Mezi nevýhody Owenova mostu patří
- Variabilní standardní kondenzátor použitý v tomto můstkovém obvodu je velmi nákladný. Zvyšují se tedy také náklady na Owenův mostní okruh.
- Přesnost variabilního standardního kondenzátoru použitého v obvodu je velmi nízká (téměř 1%)
- Použití většího variabilního standardního kondenzátoru by zvýšilo rozsah faktoru kvality měřené cívky. To může dále zvýšit náklady na okruh.
Časté dotazy
1). Co je to nulový detektor?
Pomáhá najít rovnovážný stav střídavého můstkového obvodu (když je daná hodnota nulová). A také porovnává neznámou hodnotu (indukčnost / odpor / kapacita / impedance) se známou hodnotou (referenční nebo standardní hodnota).
2). Co myslíte faktorem kvality (faktorem Q) cívky?
Je to poměr reaktance cívky k jejímu odporu při pracovní frekvenci.
Q = ωL / R = XL / R
3). Jaké jsou typy chyb, ke kterým došlo v AC můstcích?
Chyby úniku magnetického pole chyby vířivého proudu, chyby frekvence a chyby tvaru vlny.
4). Jaký typ můstku se používá k měření kapacity?
Vídeňský můstek se používá k měření kapacity z hlediska kalibrovaného odporu a frekvence.
5). Proč AC můstky nepoužívají galvanometr místo nulového detektoru?
Galvanometr se nepoužívá v AC můstcích, protože měří pouze tok stejnosměrného proudu (DC).
Jedná se tedy o definici, obvod, teorii, výhody a nevýhody Owen's most . Zde je otázka pro vás: „Jaké jsou aplikace Owenova mostu?“
